1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
| import math
import random
import labSpring02_visualize
import pylab
class Position(object):
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def getX(self):
return self.x
def getY(self):
return self.y
def getNewPosition(self, angle, speed):
"""
Вычисляет и возвращает новый объект класса Position после завершения хода,
начатого с текущей позиции, с определённым углом и скоростью
Возвращает: объект класса Position, представляющий новую позицию.
"""
old_x, old_y = self.getX(), self.getY()
angle = float(angle)
delta_y = speed * math.cos(math.radians(angle))
delta_x = speed * math.sin(math.radians(angle))
new_x = old_x + delta_x
new_y = old_y + delta_y
return Position(new_x, new_y)
def __str__(self):
return "(%0.2f, %0.2f)" % (self.x, self.y)
class RectangularRoom(object):
def __init__(self, width, height):
self.width=width
self.height=height
self.tiles=[False]*width*height
#raise NotImplementedError
def cleanTileAtPosition(self, pos):
tileNumber = int(pos.x)*self.height+int(pos.y)
self.tiles[tileNumber]=True
#raise NotImplementedError
def isTileCleaned(self, m, n):
"""
возвращает: True, если (m, n) очищена, иначе False
"""
if self.tiles[m*self.height+n]==True :
return True
return False
#raise NotImplementedError
def getNumTiles(self):
"""
Возвращает общее количество ячеек в комнате.
"""
return self.width*self.height
#raise NotImplementedError
def getNumCleanedTiles(self):
"""
Возвращает общее количество чистых ячеек в комнате.
"""
return self.tiles.count(True)
#raise NotImplementedError
def getRandomPosition(self):
"""
Возвращает случайную позицию внутри комнаты.
"""
m=random.uniform(0, self.width)
n=random.uniform(0, self.height)
return Position(m, n)
#raise NotImplementedError
def isPositionInRoom(self, pos):
"""
возвращает: True, если pos находится в комнате, иначе False.
"""
if pos.x>=0 and pos.x<self.width and pos.y>=0 and pos.y<self.height:
return True
return False
#raise NotImplementedError
class Robot(object):
def __init__(self, room, speed):
"""
room: объект класса RectangularRoom.
speed: число типа float (speed > 0)
"""
self.robot_speed = speed
self.robot_room = room
self.robot_pos = room.getRandomPosition()
self.robot_way = random.uniform(0,360)
#raise NotImplementedError
def getRobotPosition(self):
"""
Возвращает позицию робота.
"""
return self.robot_pos
#raise NotImplementedError
def getRobotDirection(self):
"""
Возвращает направление движения робота.
"""
return self.robot_way
#raise NotImplementedError
def setRobotPosition(self, position):
"""
Переносит робота в позицию position.
"""
self.robot_pos=position
#raise NotImplementedError
def setRobotDirection(self, direction):
"""
direction: целое число, описывающее угол в градусах.
"""
self.robot_way=direction
#raise NotImplementedError
def updatePositionAndClean(self):
"""
Переместить робота в новую позицию и отметить ячейку, в которой он очутился, как очищенную.
"""
raise NotImplementedError
class StandardRobot(Robot):
"""
На каждом ходу StandardRobot пытается двигаться в текущем направлении;
если ему предстоит удариться об стену, он случайным образом
выбирает новое направление движения.
"""
def updatePositionAndClean(self):
while True:
position_Old=self.getRobotPosition()
position_New=position_Old.getNewPosition(self.getRobotDirection(),self.robot_speed)
if self.robot_room.isPositionInRoom(position_New)==True:
self.setRobotPosition(position_New)
self.robot_room.cleanTileAtPosition(position_New)
break
else:
self.setRobotDirection(random.uniform(0,360))
#raise NotImplementedError
#testRobotMovement(StandardRobot, RectangularRoom)
def runSimulation(num_robots, speed, width, height, min_coverage, num_trials,
robot_type):
"""
Запускает моделирование NUM_TRIALS раз (испытаний) и возвращает среднее количество ходов,
необходимое для очищения MIN_COVERAGE доли комнаты.
Моделирование запускается с NUM_ROBOTS роботов типа ROBOT_TYPE, каждый из которых двигается
со скоростью SPEED, в комнате размера WIDTH x HEIGHT.
"""
total_time = 0
num = num_trials
while num>0:
anim = labSpring02_visualize.RobotVisualization(num_robots, width, height)
room = RectangularRoom(width, height)
i = num_robots
robots= []
while i>0:
robots.append(robot_type(room, speed))
i -= 1
while min_coverage * room.getNumTiles() > room.getNumCleanedTiles():
for robot in robots:
anim.update(room, robots)
robot.updatePositionAndClean()
total_time += 1
num -= 1
anim.done()
return float(total_time/num_trials)
#raise NotImplementedError
class RandomWalkRobot(Robot):
"""
RandomWalkRobot - это робот со "случайной" стратегией перемещения:
он выбирает новое направление движения случайным образом в конце каждого хода.
"""
def updatePositionAndClean(self):
"""
Переместить робота в новую позицию и отметить ячейку, в которой он очутился, как очищенную.
"""
while True:
position_Old=self.getRobotPosition()
position_New=position_Old.getNewPosition(self.getRobotDirection(),self.robot_speed)
if self.robot_room.isPositionInRoom(position_New)==True:
self.setRobotPosition(position_New)
self.robot_room.cleanTileAtPosition(position_New)
self.setRobotDirection(random.uniform(0,360))
break
else:
self.setRobotDirection(random.uniform(0,360))
#raise NotImplementedError
class WalkRobot(Robot):
def __init__(self, room, speed):
"""
room: объект класса RectangularRoom.
speed: число типа float (speed > 0)
"""
self.robot_speed = speed
self.robot_room = room
self.robot_pos = room.getRandomPosition()
self.robot_way = random.randrange(0,90,1)
self.rotate = 1
#raise NotImplementedError
"""
RandomWalkRobot - это робот со "случайной" стратегией перемещения:
он выбирает новое направление движения случайным образом в конце каждого хода.
"""
def updatePositionAndClean(self):
"""
Моделирует один ход уборки.
Переместить робота в новую позицию и отметить ячейку, в которой он очутился, как очищенную.
"""
per=self.robot_way
while True:
position_Old=self.getRobotPosition()
position_New=position_Old.getNewPosition(self.getRobotDirection(),self.robot_speed)
if self.robot_room.isPositionInRoom(position_New)==True:
if self.rotate==2:
self.setRobotDirection((per+180)%360)
self.rotate=3
if self.rotate==0:
self.setRobotDirection((per+180)%360)
self.rotate=1
self.setRobotPosition(position_New)
self.robot_room.cleanTileAtPosition(position_New)
break
else:
if self.rotate==1:
if self.robot_room.isPositionInRoom(position_Old)==True:
self.setRobotDirection(180)
self.rotate=2
else:
self.setRobotDirection(90)
self.rotate=2
if self.rotate==3:
if self.robot_room.isPositionInRoom(position_Old)==True:
self.setRobotDirection(90)
self.rotate=0
else:
self.setRobotDirection(180)
self.rotate=0
"""
Тест.
"""
time = runSimulation(5, 1.0, 10, 10, 0.8, 20, WalkRobot)
print total_time |
(
